WO2023004486A1 - Automated drone servicing station - Google Patents
Automated drone servicing station Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023004486A1 WO2023004486A1 PCT/BY2021/000015 BY2021000015W WO2023004486A1 WO 2023004486 A1 WO2023004486 A1 WO 2023004486A1 BY 2021000015 W BY2021000015 W BY 2021000015W WO 2023004486 A1 WO2023004486 A1 WO 2023004486A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- working fluid
- drones
- unit
- drone
- station
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 95
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005429 filling process Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
- B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
Definitions
- the invention relates to agricultural robotics for processing agricultural fields and forest lands and can be used both in the technology of automated chemical processing of plants, in particular, for servicing unmanned aerial vehicles that provide the process of chemical processing of plants, and for extinguishing fires.
- a device for parking and charging unmanned aerial vehicles (BILA) [1] containing a landing platform, a lid and a charger connected to each other, the landing platform being movably connected to the lid and configured to be pulled up to a horizontal position simultaneously with the opening of the lid, and also with the possibility of lowering down to an inclined position at the same time as closing the cover, which is configured to close the landing platform, which is configured to accept the BILL for landing in a horizontal position, and also with the possibility of moving the BILL down to its edges under the action of gravity in an inclined position, in addition, the landing platform at the edges has bumpers designed to keep the UAV from falling from the landing platform in an inclined position of the landing platform, and
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the charger is fixed on the sides and is configured to form an electrical connection with the UAV when charging the UAV battery in an inclined position of the landing platform.
- the disadvantage of this technical solution is the lack of automation of the process of preparing the working fluid and filling the UAV with the working fluid for chemical treatment of plants, since only the automation of the UAV battery charging process is provided, and only for one UAV.
- Known complex aircraft chemical plant protection on the basis of an aerostatic aircraft including a frame, chassis, soft cylinders filled with a gas lighter than air, a control and navigation system, a liquid tank with a device for its suspension, a control gondola, a copter, nozzles for the differentiated application of chemical protection agents, a camera for monitoring agricultural plantations, characterized in that the liquid tank has a hydraulic conduit for communication with the injectors, between the tank and the injectors there is a nozzle height regulator made in the form of a telescopic rod, inside which the hydraulic conduit is located, while the copter is connected to the front part of the frame of the aerostatic aircraft by a towing cable and additionally is connected to the lower part of the telescopic rod to change its length, and the upper part of the telescopic rod is pivotally connected to the frame of the aerostatic aircraft, increasing the efficiency of the spraying process for protecting plants.
- the complex provides an increase in the efficiency of the process of spraying plants, as well as the safety of the process of chemical treatment of plants, but the disadvantage of this complex is the lack of automation of the processes of preparing the working fluid and filling aircraft with working fluid, charging and replacing their batteries.
- the prototype is a robotic complex for the chemical treatment of plants [3], which includes at least one drone sprayer, made in the form of a small-sized automatic unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing, for example, a multi-rotor aircraft - a multicopter, and, at least one service ground mobile robot, characterized in that the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot, and the service robot, made in the form of a mobile transport platform, equipped with the same means, is additionally equipped with means for storing and transferring energy carriers, preparing, storing and transferring chemical materials, platforms for storing and transportation, takeoff and landing of spraying drones.
- the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot
- the disadvantage is that the automation process provides increased productivity by automatically allocating the area of the working area and continuously calculating the trajectories of drones, but does not provide automation for drone maintenance.
- the objective of the invention is to create an automated drone maintenance station that automates each stage of maintenance to speed up and reduce the cost of processing agricultural fields and forest lands.
- the prototype is a robotic complex for the chemical treatment of plants [3], which includes at least one drone sprayer, made in the form of a small-sized automatic unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing, for example, a multi-rotor aircraft - a multicopter, and, at least one service ground mobile robot, characterized in that the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot, and the service robot, made in the form of a mobile transport platform, equipped with the same means, is additionally equipped with means for storing and transferring energy carriers, preparing, storing and transferring chemical materials, platforms for storing and transportation, takeoff and landing of spraying drones.
- the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot
- the disadvantage is that the automation process provides increased productivity by automatically allocating the area of the working area and continuously calculating the trajectories of drones, but does not provide automation for drone maintenance.
- the objective of the utility model is to create an automated drone maintenance station that automates each stage of maintenance to speed up and reduce the cost of processing agricultural fields and forest lands.
- the technical result of the proposed technical solution is: an increase in the functionality of drone maintenance, the speed of charging and replacing batteries, the exclusion of direct human interaction with chemicals and the exclusion of the "human factor" when preparing the working fluid and applying it to the fields, increasing productivity and reducing the cost of the technological operation.
- the automated station for servicing drones includes at least: one drone with spraying equipment, sensors of the internal and external environment, means of computing, navigation, orientation, communication, storage of working fluid, battery; working fluid preparation unit; drone battery charging unit; a filling unit of a working fluid storage means; station control system; station power supply unit; moreover, the working fluid preparation unit contains devices for dosing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid; the battery charging unit contains at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones; the filling unit of the working fluid storage means contains manipulators for filling the working fluid storage means; the control system is configured to communicate with the drones and the operator's console, generate tasks for units, flight tasks for drones, as well as collect, process and store telemetry data of both individual units and the entire station.
- a special case of the design of the filling unit of the working fluid storage means is the execution with the possibility of filling the working fluid storage means without removing it from drones with spraying equipment.
- a special case of the design of an automated station is its execution with at least one mission drone with
- a special case of the design of the working fluid preparation unit is its execution with the possibility of preparing the working fluid from water and liquid reagents.
- a special case of the design of the working fluid preparation unit is its execution with the possibility of preparing the working fluid from water, liquid and dry reagents.
- a special case of the design of the power supply unit of the station is its implementation in the form of an electric generator with an internal combustion engine.
- a special case of the design of the power supply unit of the station is its implementation in the form of an electric battery.
- a special case of the design of the control system is its execution as a single basic module that provides communication with drones and the operator's console, the formation of tasks for units, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data of both individual units and the entire stations.
- a special case of the design of the control system is its implementation with additional modules for controlling the units: preparation of the working fluid, charging batteries, filling the means of storing the working fluid, power supply of the station.
- Another variant of the claimed utility model is an automated drone maintenance station, which, in addition to the first variant, contains a platform for landing / taking off and moving drones and a drone battery replacement unit.
- a special case of the design of the control system in the second version is its implementation with additional control modules not only for working fluid preparation, battery charging, drone battery replacement, refueling of the working fluid storage facility, station power supply, but also with a platform for landing / takeoff and movement of drones.
- a special case of the design of the platform for landing / takeoff and movement of drones is the implementation of its retractable and equipped with means of communication with drones and a positioning and fixation system.
- a special case of the design of the drone battery replacement unit is its implementation in the form of manipulators that replace drone batteries.
- the drawing shows a block diagram of an automated station for servicing drones (option 2).
- Automated drone maintenance station includes at least one drone 1 with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing, navigation, orientation, communication, working fluid storage, battery; block 2 preparation of the working fluid; unit 3 for charging drone batteries; block 4 filling the storage means of the working fluid; station control system 5; block (not shown in the drawing) power supply station; moreover, block 2 preparation of the working fluid contains a device for dosing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid; the battery charging unit 3 comprises at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones; block 4 filling the means of storage of the working fluid contains manipulators, carrying out the filling of the storage means of the working fluid; control system 5 is made with
- the automated drone maintenance station also includes a platform 7 for landing/takeoff and moving drones and a drone battery replacement unit 8.
- Block 4 for filling the working fluid storage means is configured to fill the working fluid storage means without removing it from the drones.
- Drone-mission 6 includes a block for capturing, processing and evaluating an image, which allows digitizing the working area, building maps and generating tasks for drone 1 with spraying equipment and block 2 for preparing a working fluid.
- Block 2 preparation of the working fluid can be configured to prepare the working fluid from water and liquid reagents or from water, liquid and dry reagents.
- Block (not shown) power supply station can be made in the form of an electric generator with an internal combustion engine or in the form of an electric battery.
- the control system 5 is made in the form of one basic module that provides communication with the drones and the operator's console, the formation of tasks for units, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data from both individual units and the entire station, as well as from additional control modules for working fluid preparation units, battery charging, refueling of the working fluid storage facility, power supply of the station, platform for landing / takeoff and movement of drones.
- Platform 7 for landing/taking off and movement of drones can be retractable and equipped with means of communication with drones and a positioning and fixation system.
- Drone battery replacement unit 8 is made in the form of manipulators that replace drone batteries.
- An automated drone maintenance station works as follows.
- An automated drone maintenance station with drones 1 based on it with spraying equipment and a mission drone 6 is installed in the vicinity of the working area.
- Drone-mission 6 receives a task from the control system 5 to analyze the working area, using the image processing and evaluation unit, based on incoming photo and video information, calculates the degree of weed infestation, identifies the types of weeds that cause weediness, and digitizes the working area, building maps and formation of tasks for drones 1 with spraying equipment and block 2 for preparing the working fluid.
- the working fluid preparation unit 2 upon receiving a task from the control system 5, begins preparing the working fluid according to the specified parameters and recipe based on the information received from the mission drone 6.
- the second way of issuing the task is to select the recipe in the control system 5 by the operator from the list formed earlier or to generate a new recipe and select the required volume of the finished working fluid.
- the amount of water and reagents set by the control system 5 is measured, mixed in mixing tanks and poured into the working fluid storage means installed on drones 1 with spraying equipment.
- the measurement of the amount of reagents is carried out by adding a given
- the battery charging unit 3 which contains four ports, simultaneously charges four batteries for two drones 1 with spraying equipment.
- Drones 1 with spraying equipment are equipped with charged batteries and working fluid filled with working fluid storage means.
- the operator's console and communication means they form a flight task for processing agricultural fields or forest lands, based on information received from the mission drone 6, which at least contains a description of the processing coordinates, processing mode and movement trajectory.
- Drones 1 with spraying equipment perform flight tasks using the available means of calculation, navigation, orientation and communication, in the course of which, as the working fluid is consumed or the batteries of drones 1 with spraying equipment are charged, using the control system 5, they give a task to the working fluid preparation unit 2 , as well as for block 3 for charging batteries of drones 1 with spraying equipment.
- the drone 1 with spraying equipment returns to refill it, and then the spraying process is repeated.
- Filling of the working fluid storage means can be carried out without removing it from drones 1 with spraying equipment by installing and fixing with a manipulator in the filler neck of the working fluid storage means a tube through which
- the working fluid is supplied from the tank for storing and mixing the working fluid.
- the second method of manipulator refueling is that the working fluid storage means is removed from the drone 1 with spraying equipment and installed in the filling unit 4, and the pre-filled working fluid storage means from the filling unit 4 is installed in the drone 1 with spraying equipment.
- Drones 1 with spraying equipment interacting with the automated drone maintenance station automatically through the control system 5, replenish energy and working fluid, alternately returning to the automated drone maintenance station.
- the drones When performing an automated drone maintenance station without a platform, the drones land next to the automated drone maintenance station.
- the replacement of drone batteries can be carried out in manual mode, when the replacement is made by the operator or, when an automated station for servicing drones with a battery replacement unit 8, the drone battery replacement unit 8 removes batteries from drones and installs charged batteries using manipulators.
- the power supply of the station is carried out by a block (not shown in the drawing) of the power supply of the station in the form of an electric generator with an internal combustion engine, or in the form of an electric battery.
- the application of the claimed utility model will allow: to increase the efficiency of the process of spraying plants, the processing speed
Abstract
The technical solution relates to agricultural robotics and can be used in automated chemical crop treatment technology and for extinguishing fires. An automated drone servicing station comprises at least: one drone having spraying equipment, an internal medium sensor, an external medium sensor, means for computing, navigation, orientation, communication and storing a working fluid and batteries; a working fluid preparation unit comprising devices for dispensing doses of water and reagents, and containers for storing and mixing water, reagents and working fluid; a unit for charging drone batteries, comprising at least four ports capable of simultaneously charging the batteries of at least two drones; a unit for filling working fluid storage means, comprising manipulators for carrying out the filling of said working fluid storage means; a system for managing the station, which is capable of communicating with drones and with an operator console, as well as setting tasks for the units and flight tasks for drones, and also collecting, processing and storing telemetric data from the individual units and from the station as a whole; and a unit for supplying power to the station. The invention makes it possible to expedite the filling process and to increase productivity.
Description
Автоматизированная станция для обслуживания дронов Automated drone maintenance station
Изобретение относится к сельскохозяйственной робототехнике для обработки сельскохозяйственных полей и лесных угодий и может быть использовано как в технологии автоматизированной химической обработки растений, в частности, для обслуживания беспилотных летательных аппаратов, обеспечивающих процесс химической обработки растений, так и для тушения пожаров. The invention relates to agricultural robotics for processing agricultural fields and forest lands and can be used both in the technology of automated chemical processing of plants, in particular, for servicing unmanned aerial vehicles that provide the process of chemical processing of plants, and for extinguishing fires.
Известно устройство парковки и зарядки беспилотных летательных аппаратов (БИЛА) [1], содержащее соединенные между собой посадочную платформу, крышку и зарядное устройство, причем посадочная платформа подвижно соединена с крышкой и выполнена с возможностью выдвигания вверх в горизонтальное положение одновременно с открыванием крышки, а также с возможностью опускания вниз в наклонное положение одновременно с закрыванием крышки, которая выполнена с возможностью закрывания посадочной платформы, которая выполнена с возможностью принятия БИЛА на посадку в горизонтальном положении, а также с возможностью перемещения БИЛА вниз к своим краям под действием силы тяжести в наклонном положении, кроме того, посадочная платформа по краям имеет бортики, выполненные с возможностью удержания БПЛА от падения с посадочной платформы в наклонном положении посадочной платформы, аA device for parking and charging unmanned aerial vehicles (BILA) [1] is known, containing a landing platform, a lid and a charger connected to each other, the landing platform being movably connected to the lid and configured to be pulled up to a horizontal position simultaneously with the opening of the lid, and also with the possibility of lowering down to an inclined position at the same time as closing the cover, which is configured to close the landing platform, which is configured to accept the BILL for landing in a horizontal position, and also with the possibility of moving the BILL down to its edges under the action of gravity in an inclined position, in addition, the landing platform at the edges has bumpers designed to keep the UAV from falling from the landing platform in an inclined position of the landing platform, and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
зарядное устройство закреплено на бортиках и выполнено с возможностью образования электрического соединения с БПЛА, при зарядке батареи БПЛА в наклонном положении посадочной платформы. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the charger is fixed on the sides and is configured to form an electrical connection with the UAV when charging the UAV battery in an inclined position of the landing platform.
Недостатком данного технического решения является отсутствие автоматизации процесса подготовки рабочей жидкости и заправки БПЛА рабочей жидкостью для выполнения химической обработки растений, поскольку предусмотрена только автоматизация процесса зарядки батарей БПЛА, причем только для одного БПЛА. The disadvantage of this technical solution is the lack of automation of the process of preparing the working fluid and filling the UAV with the working fluid for chemical treatment of plants, since only the automation of the UAV battery charging process is provided, and only for one UAV.
Известен комплекс летательных средств химической защиты растений на базе аэростатического летательного аппарата. [2], включающий каркас, шасси, мягкие баллоны, заполненные газом легче воздуха, систему управления и навигации, бак для жидкости с приспособлением для его подвески, гондолу управления, коптер, форсунки для дифференцированного внесения средств химической защиты, камеру для мониторинга сельскохозяйственных насаждений, отличающийся тем, что бак для жидкости имеет гидропровод для сообщения с форсунками, между баком и форсунками установлен регулятор высоты расположения форсунок, выполненный в виде телескопического стержня, внутри которого расположен гидропровод, при этом коптер соединен с передней частью каркаса аэростатического летательного аппарата буксирным тросом и дополнительно соединен с нижней частью телескопического стержня для изменения его длины, причем верхняя часть телескопического стержня шарнирно соединена с каркасом аэростатического летательного аппарата повышение эффективности процесса опрыскивания растений для их защиты. Known complex aircraft chemical plant protection on the basis of an aerostatic aircraft. [2], including a frame, chassis, soft cylinders filled with a gas lighter than air, a control and navigation system, a liquid tank with a device for its suspension, a control gondola, a copter, nozzles for the differentiated application of chemical protection agents, a camera for monitoring agricultural plantations, characterized in that the liquid tank has a hydraulic conduit for communication with the injectors, between the tank and the injectors there is a nozzle height regulator made in the form of a telescopic rod, inside which the hydraulic conduit is located, while the copter is connected to the front part of the frame of the aerostatic aircraft by a towing cable and additionally is connected to the lower part of the telescopic rod to change its length, and the upper part of the telescopic rod is pivotally connected to the frame of the aerostatic aircraft, increasing the efficiency of the spraying process for protecting plants.
Комплексом обеспечивается повышение эффективности процесса опрыскивания растений, а также безопасность процесса химической обработки растений, но недостатком данного комплекса является отсутствие автоматизации процессов подготовки рабочей жидкости и заправки летательных средств рабочей жидкостью, зарядки и замены их батарей.
Прототипом является робототехнический комплекс для химической обработки растений [3], включающий в себя, по крайней мере, хотя бы один дрон-опрыскиватель, выполненный в виде малогабаритного автоматического беспилотного летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой, например многовинтового летательного аппарата - мультикоптера, и, по крайней мере, хотя бы один сервисный наземный мобильный робот, отличающийся тем, что дрон-опрыскиватель дополнительно оснащен опрыскивающим оборудованием, сенсорами внутренней и внешней среды, вычислительными средствами, средствами навигации, ориентации и связи, энергоустановкой и средствами для хранения носителя энергии и химических материалов, устройством сопряжения с сервисным роботом, а сервисный робот, выполненный в виде подвижной транспортной платформы, оснащенный теми же средствами, дополнительно снабжен средствами для хранения и передачи носителей энергии, приготовления, хранения и передачи химических материалов, площадками для хранения и транспортировки, взлета и посадки дронов- опрыскивателей. The complex provides an increase in the efficiency of the process of spraying plants, as well as the safety of the process of chemical treatment of plants, but the disadvantage of this complex is the lack of automation of the processes of preparing the working fluid and filling aircraft with working fluid, charging and replacing their batteries. The prototype is a robotic complex for the chemical treatment of plants [3], which includes at least one drone sprayer, made in the form of a small-sized automatic unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing, for example, a multi-rotor aircraft - a multicopter, and, at least one service ground mobile robot, characterized in that the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot, and the service robot, made in the form of a mobile transport platform, equipped with the same means, is additionally equipped with means for storing and transferring energy carriers, preparing, storing and transferring chemical materials, platforms for storing and transportation, takeoff and landing of spraying drones.
Недостатком является то, что процесс автоматизации обеспечивает повышение производительности за счет автоматического распределения площади рабочей зоны и непрерывного расчета траекторий движения дронов, но не обеспечивает автоматизации обслуживания дронов. The disadvantage is that the automation process provides increased productivity by automatically allocating the area of the working area and continuously calculating the trajectories of drones, but does not provide automation for drone maintenance.
Использование ручных операций для добавления реагентов на этапе подготовки рабочей жидкости, а также на этапах зарядки и замены батарей увеличивает риск отравления реагентами для операторов и значительно увеличивает время обслуживания дронов и количество ошибок, что влияет на число неисправностей и срок службы дронов. The use of manual operations to add reagents during the fluid preparation stage, as well as during the battery charging and replacement stages, increases the risk of reagent poisoning for operators and significantly increases drone maintenance time and errors, which affects the number of malfunctions and the life of drones.
Задачей изобретения является создание автоматизированной станции для обслуживания дронов обеспечивающей автоматизацию каждого этапа обслуживания для ускорения и удешевления обработки сельскохозяйственных полей и лесных угодий з The objective of the invention is to create an automated drone maintenance station that automates each stage of maintenance to speed up and reduce the cost of processing agricultural fields and forest lands.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Прототипом является робототехнический комплекс для химической обработки растений [3], включающий в себя, по крайней мере, хотя бы один дрон-опрыскиватель, выполненный в виде малогабаритного автоматического беспилотного летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой, например многовинтового летательного аппарата - мультикоптера, и, по крайней мере, хотя бы один сервисный наземный мобильный робот, отличающийся тем, что дрон-опрыскиватель дополнительно оснащен опрыскивающим оборудованием, сенсорами внутренней и внешней среды, вычислительными средствами, средствами навигации, ориентации и связи, энергоустановкой и средствами для хранения носителя энергии и химических материалов, устройством сопряжения с сервисным роботом, а сервисный робот, выполненный в виде подвижной транспортной платформы, оснащенный теми же средствами, дополнительно снабжен средствами для хранения и передачи носителей энергии, приготовления, хранения и передачи химических материалов, площадками для хранения и транспортировки, взлета и посадки дронов- опрыскивателей. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The prototype is a robotic complex for the chemical treatment of plants [3], which includes at least one drone sprayer, made in the form of a small-sized automatic unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing, for example, a multi-rotor aircraft - a multicopter, and, at least one service ground mobile robot, characterized in that the drone-sprayer is additionally equipped with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing tools, navigation, orientation and communication tools, a power plant and means for storing energy carriers and chemical materials , an interfacing device with the service robot, and the service robot, made in the form of a mobile transport platform, equipped with the same means, is additionally equipped with means for storing and transferring energy carriers, preparing, storing and transferring chemical materials, platforms for storing and transportation, takeoff and landing of spraying drones.
Недостатком является то, что процесс автоматизации обеспечивает повышение производительности за счет автоматического распределения площади рабочей зоны и непрерывного расчета траекторий движения дронов, но не обеспечивает автоматизации обслуживания дронов. The disadvantage is that the automation process provides increased productivity by automatically allocating the area of the working area and continuously calculating the trajectories of drones, but does not provide automation for drone maintenance.
Использование ручных операций для добавления реагентов на этапе подготовки рабочей жидкости, а также на этапах зарядки и замены батарей увеличивает риск отравления реагентами для операторов и значительно увеличивает время обслуживания дронов и количество ошибок, что влияет на число неисправностей и срок службы дронов. The use of manual operations to add reagents during the fluid preparation stage, as well as during the battery charging and replacement stages, increases the risk of reagent poisoning for operators and significantly increases drone maintenance time and errors, which affects the number of malfunctions and the life of drones.
Задачей полезной модели является создание автоматизированной станции для обслуживания дронов обеспечивающей автоматизацию каждого этапа обслуживания для ускорения и удешевления обработки сельскохозяйственных полей и лесных угодий The objective of the utility model is to create an automated drone maintenance station that automates each stage of maintenance to speed up and reduce the cost of processing agricultural fields and forest lands.
3
Техническим результатом предлагаемого технического решения является: увеличение функциональности обслуживания дронов, скорости зарядки и замены батарей, исключение прямого взаимодействия человека с химикатами и исключение «человеческого фактора» при подготовке рабочей жидкости и внесении его на поля, повышение производительности и снижение себестоимости технологической операции. 3 The technical result of the proposed technical solution is: an increase in the functionality of drone maintenance, the speed of charging and replacing batteries, the exclusion of direct human interaction with chemicals and the exclusion of the "human factor" when preparing the working fluid and applying it to the fields, increasing productivity and reducing the cost of the technological operation.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматизированная станция для обслуживания дронов, включает по меньшей мере: один дрон с опрыскивающим оборудованием, сенсорами внутренней и внешней среды, средствами вычисления, навигации, ориентации, связи, хранения рабочей жидкости, батареей; блок подготовки рабочей жидкости; блок зарядки батарей дронов; блок заправки средства хранения рабочей жидкости; систему управления станцией; блок энергообеспечения станции; причем, блок подготовки рабочей жидкости содержит устройства дозирования воды и реагентов, емкости для хранения и смешивания воды, реагентов и рабочей жидкости; блок зарядки батарей содержит, по меньшей мере, четыре порта, выполненных с возможностью одновременной зарядки батарей, по меньшей мере, двух дронов; блок заправки средства хранения рабочей жидкости содержит манипуляторы, осуществляющие заправку средства хранения рабочей жидкости; система управления выполнена с возможностью связи с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обработки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции. The specified technical result is achieved by the fact that the automated station for servicing drones includes at least: one drone with spraying equipment, sensors of the internal and external environment, means of computing, navigation, orientation, communication, storage of working fluid, battery; working fluid preparation unit; drone battery charging unit; a filling unit of a working fluid storage means; station control system; station power supply unit; moreover, the working fluid preparation unit contains devices for dosing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid; the battery charging unit contains at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones; the filling unit of the working fluid storage means contains manipulators for filling the working fluid storage means; the control system is configured to communicate with the drones and the operator's console, generate tasks for units, flight tasks for drones, as well as collect, process and store telemetry data of both individual units and the entire station.
Частным случаем конструктивного исполнения блока заправки средства хранения рабочей жидкости является выполнение с возможностью заправки средства хранения рабочей жидкости без ее извлечения с дронов с опрыскивающим оборудованием. A special case of the design of the filling unit of the working fluid storage means is the execution with the possibility of filling the working fluid storage means without removing it from drones with spraying equipment.
Частным случаем конструктивного исполнения автоматизированной станции является ее исполнение, по меньшей мере, с одним дроном-миссии с A special case of the design of an automated station is its execution with at least one mission drone with
4
блоком съемки, обработки и оценки изображения, позволяющим проводить оцифровку рабочей зоны, построение карт и формирование заданий для дрона с опрыскивающим оборудованием и блока подготовки рабочей жидкости.4 a block for capturing, processing and evaluating an image, which allows digitizing the working area, building maps and generating tasks for a drone with spraying equipment and a block for preparing a working fluid.
Частным случаем конструктивного исполнения блока подготовки рабочей жидкости является его исполнение с возможностью подготовки рабочей жидкости из воды и жидких реагентов. A special case of the design of the working fluid preparation unit is its execution with the possibility of preparing the working fluid from water and liquid reagents.
Частным случаем конструктивного исполнения блока подготовки рабочей жидкости является его исполнение с возможностью подготовки рабочей жидкости из воды, жидких и сухих реагентов. A special case of the design of the working fluid preparation unit is its execution with the possibility of preparing the working fluid from water, liquid and dry reagents.
Частным случаем конструктивного исполнения блока энергообеспечения станции является его выполнение в виде электрогенератора с двигателем внутреннего сгорания. A special case of the design of the power supply unit of the station is its implementation in the form of an electric generator with an internal combustion engine.
Частным случаем конструктивного исполнения блока энергообеспечения станции является его выполнение в виде электробатареи. A special case of the design of the power supply unit of the station is its implementation in the form of an electric battery.
Частным случаем конструктивного исполнения системы управления является ее выполнение в виде одного базового модуля, обеспечивающего связь с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обработки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции. A special case of the design of the control system is its execution as a single basic module that provides communication with drones and the operator's console, the formation of tasks for units, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data of both individual units and the entire stations.
Частным случаем конструктивного исполнения системы управления является ее выполнение с дополнительными модулями управления блоками: подготовки рабочей жидкости, зарядки батарей, заправки средства хранения рабочей жидкости, энергообеспечения станции. A special case of the design of the control system is its implementation with additional modules for controlling the units: preparation of the working fluid, charging batteries, filling the means of storing the working fluid, power supply of the station.
Другим вариантом заявляемой полезной модели является автоматизированная станция для обслуживания дронов, которая дополнительно к первому варианту содержит платформу для посадки/взлета и перемещения дронов и блок замены батарей дронов. Another variant of the claimed utility model is an automated drone maintenance station, which, in addition to the first variant, contains a platform for landing / taking off and moving drones and a drone battery replacement unit.
5
Частным случаем конструктивного исполнения системы управления во втором варианте является ее выполнение с дополнительными модулями управления не только блоками подготовки рабочей жидкости, зарядки батарей, замены батарей дронов, заправки средства хранения рабочей жидкости, энергообеспечения станции, но также платформой для посадки/взлета и перемещения дронов. 5 A special case of the design of the control system in the second version is its implementation with additional control modules not only for working fluid preparation, battery charging, drone battery replacement, refueling of the working fluid storage facility, station power supply, but also with a platform for landing / takeoff and movement of drones.
Частным случаем конструктивного исполнения платформы для посадки/взлета и перемещения дронов является выполнение ее выдвижной и оснащенной средствами связи с дронами и системой позиционирования и фиксации. A special case of the design of the platform for landing / takeoff and movement of drones is the implementation of its retractable and equipped with means of communication with drones and a positioning and fixation system.
Частным случаем конструктивного исполнения блока замены батарей дронов является выполнение её в виде манипуляторов, осуществляющих замену батарей дронов. A special case of the design of the drone battery replacement unit is its implementation in the form of manipulators that replace drone batteries.
На чертеже показана блок-схема автоматизированной станции для обслуживания дронов (вариант 2). The drawing shows a block diagram of an automated station for servicing drones (option 2).
Автоматизированная станция для обслуживания дронов включает, по меньшей мере, один дрон 1 с опрыскивающим оборудованием, сенсорами внутренней и внешней среды, средствами вычисления, навигации, ориентации, связи, хранения рабочей жидкости, батареей; блок 2 подготовки рабочей жидкости; блок 3 зарядки батарей дронов; блок 4 заправки средства хранения рабочей жидкости; систему 5 управления станцией; блок (на чертеже не показан) энергообеспечения станции; причем, блок 2 подготовки рабочей жидкости содержит устройства дозирования воды и реагентов, емкости для хранения и смешивания воды, реагентов и рабочей жидкости; блок 3 зарядки батарей содержит, по меньшей мере, четыре порта, выполненных с возможностью одновременной зарядки батарей, по меньшей мере, двух дронов; блок 4 заправки средства хранения рабочей жидкости содержит манипуляторы, осуществляющие заправку средства хранения рабочей жидкости; система 5 управления выполнена с Automated drone maintenance station includes at least one drone 1 with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing, navigation, orientation, communication, working fluid storage, battery; block 2 preparation of the working fluid; unit 3 for charging drone batteries; block 4 filling the storage means of the working fluid; station control system 5; block (not shown in the drawing) power supply station; moreover, block 2 preparation of the working fluid contains a device for dosing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid; the battery charging unit 3 comprises at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones; block 4 filling the means of storage of the working fluid contains manipulators, carrying out the filling of the storage means of the working fluid; control system 5 is made with
6
возможностью связи с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обработки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции. 6 the ability to communicate with drones and the operator's console, generate tasks for units, flight tasks for drones, as well as collect, process and store telemetry data of both individual units and the entire station.
Автоматизированная станция для обслуживания дронов включает также платформу 7 для посадки/взлета и перемещения дронов и блок 8 замены батарей дронов. The automated drone maintenance station also includes a platform 7 for landing/takeoff and moving drones and a drone battery replacement unit 8.
Блок 4 заправки средства хранения рабочей жидкости выполнен с возможностью заправки средства хранения рабочей жидкости без ее извлечения с дронов. Block 4 for filling the working fluid storage means is configured to fill the working fluid storage means without removing it from the drones.
Дрон-миссии 6 включает блок съемки, обработки и оценки изображения, позволяющий проводить оцифровку рабочей зоны, построение карт и формирование заданий для дрона 1 с опрыскивающим оборудованием и блока 2 подготовки рабочей жидкости. Drone-mission 6 includes a block for capturing, processing and evaluating an image, which allows digitizing the working area, building maps and generating tasks for drone 1 with spraying equipment and block 2 for preparing a working fluid.
Блок 2 подготовки рабочей жидкости может быть выполнен с возможностью подготовки рабочей жидкости из воды и жидких реагентов либо из воды, жидких и сухих реагентов. Block 2 preparation of the working fluid can be configured to prepare the working fluid from water and liquid reagents or from water, liquid and dry reagents.
Блок (на чертеже не показан) энергообеспечения станции может быть выполнен в виде электрогенератора с двигателем внутреннего сгорания либо в виде электробатареи. Block (not shown) power supply station can be made in the form of an electric generator with an internal combustion engine or in the form of an electric battery.
Система 5 управления выполнена в виде одного базового модуля, обеспечивающего связь с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обработки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции, а также с дополнительными модулями управления блоками подготовки рабочей жидкости, зарядки батарей, заправки средства хранения рабочей жидкости, энергообеспечения станции, платформой для посадки/взлета и перемещения дронов. The control system 5 is made in the form of one basic module that provides communication with the drones and the operator's console, the formation of tasks for units, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data from both individual units and the entire station, as well as from additional control modules for working fluid preparation units, battery charging, refueling of the working fluid storage facility, power supply of the station, platform for landing / takeoff and movement of drones.
7
Платформа 7 для посадки/взлета и перемещения дронов может быть выдвижной и оснащенна средствами связи с дронами и системой позиционирования и фиксации. 7 Platform 7 for landing/taking off and movement of drones can be retractable and equipped with means of communication with drones and a positioning and fixation system.
Блок 8 замены батарей дронов выполнен в виде манипуляторов, осуществляющих замену батарей дронов. Drone battery replacement unit 8 is made in the form of manipulators that replace drone batteries.
Автоматизированная станция для обслуживания дронов работает следующим образом. An automated drone maintenance station works as follows.
Автоматизированная станция для обслуживания дронов с базируемыми на ней дронами 1 с опрыскивающим оборудованием и дроном-миссии 6 устанавливается в окрестности рабочей зоны. An automated drone maintenance station with drones 1 based on it with spraying equipment and a mission drone 6 is installed in the vicinity of the working area.
Дрон-миссии 6 получает задание от системы 5 управления на анализ рабочей зоны, с помощью блока обработки и оценки изображения на основе входящей фото- и видеоинформации вычисляет степень зараженности сорняками, выполняет идентификацию видов сорняков, вызывающих засоренность, и проводит оцифровку рабочей зоны, построение карт и формирование заданий для дронов 1 с опрыскивающим оборудованием и блока 2 подготовки рабочей жидкости. Drone-mission 6 receives a task from the control system 5 to analyze the working area, using the image processing and evaluation unit, based on incoming photo and video information, calculates the degree of weed infestation, identifies the types of weeds that cause weediness, and digitizes the working area, building maps and formation of tasks for drones 1 with spraying equipment and block 2 for preparing the working fluid.
Блок 2 подготовки рабочей жидкости при получении задания от системы 5 управления начинает подготовку рабочей жидкости по заданным параметрам и рецептуре, основанным на информации, полученной от дрона-миссии 6. The working fluid preparation unit 2, upon receiving a task from the control system 5, begins preparing the working fluid according to the specified parameters and recipe based on the information received from the mission drone 6.
Вторым способом выдачи задания является выбор в системе 5 управления рецепта оператором из списка, сформированного ранее или формирование нового рецепта и выбора необходимого объема готовой рабочей жидкости.The second way of issuing the task is to select the recipe in the control system 5 by the operator from the list formed earlier or to generate a new recipe and select the required volume of the finished working fluid.
С помощью устройств дозирования воды и реагентов отмеряется заданное системой 5 управления количество воды и реагентов, смешение в емкости для смешивания и розлив ее в средства хранения рабочей жидкости, установленные на дронах 1 с опрыскивающим оборудованием. При подготовке рабочей жидкости из воды и жидких реагентов измерение количества реагентов осуществляется путем добавления заданного With the help of dosing devices for water and reagents, the amount of water and reagents set by the control system 5 is measured, mixed in mixing tanks and poured into the working fluid storage means installed on drones 1 with spraying equipment. When preparing a working fluid from water and liquid reagents, the measurement of the amount of reagents is carried out by adding a given
8
системой 5 управления объема жидкого реагента. При подготовке рабочей жидкости из воды, жидких и сухих реагентов измерение количества реагентов осуществляется путем добавления заданного системой 5 управления объема жидкого реагента и путем добавления заданной системой 5 управления массы сухого регента. Затем блок 4 заправки средства хранения рабочей жидкости осуществляет заправку. 8 system 5 for controlling the volume of the liquid reagent. When preparing a working fluid from water, liquid and dry reagents, the measurement of the amount of reagents is carried out by adding the volume of liquid reagent specified by the control system 5 and by adding the dry regent mass specified by the control system 5. Then, the charging unit 4 of the working fluid storage means performs charging.
При получении задания от системы 5 управления блок 3 зарядки батарей, содержащий четыре порта, осуществляет одновременную зарядку четырех батарей для двух дронов 1 с опрыскивающим оборудованием. When receiving a task from the control system 5, the battery charging unit 3, which contains four ports, simultaneously charges four batteries for two drones 1 with spraying equipment.
Дроны 1 с опрыскивающим оборудованием снаряжают заряженными батареями и заправленными рабочей жидкостью средствами хранения рабочей жидкости. С помощью системы 5 управления, пульта оператора и средств связи им формируют полетное задание по обработке сельскохозяйственных полей или лесных угодий, основанное на информации, полученной от дрона-миссии 6, которое как минимум содержит описание координат обработки, режима обработки и траектории перемещения. Drones 1 with spraying equipment are equipped with charged batteries and working fluid filled with working fluid storage means. With the help of the control system 5, the operator's console and communication means, they form a flight task for processing agricultural fields or forest lands, based on information received from the mission drone 6, which at least contains a description of the processing coordinates, processing mode and movement trajectory.
Дроны 1 с опрыскивающим оборудованием выполняют полетные задания с помощью имеющихся средств вычисления, навигации, ориентации и связи, в процессе выполнения которых по мере расходования рабочей жидкости либо зарядки батарей дронов 1 с опрыскивающим оборудованием с помощью системы 5 управления дают задание для блока 2 подготовки рабочей жидкости, а также для блока 3 зарядки батарей дронов 1 с опрыскивающим оборудованием. Когда рабочая жидкость в средстве ее хранения заканчивается, дрон 1 с опрыскивающим оборудованием возвращается для ее заправки и, затем технологический процесс опрыскивания повторяется. Заправка средства хранения рабочей жидкости может производиться без его извлечения с дронов 1 с опрыскивающим оборудованием путем установки и фиксации манипулятором в заливной горловине средства хранения рабочей жидкости трубки, через которую Drones 1 with spraying equipment perform flight tasks using the available means of calculation, navigation, orientation and communication, in the course of which, as the working fluid is consumed or the batteries of drones 1 with spraying equipment are charged, using the control system 5, they give a task to the working fluid preparation unit 2 , as well as for block 3 for charging batteries of drones 1 with spraying equipment. When the working fluid in its storage facility runs out, the drone 1 with spraying equipment returns to refill it, and then the spraying process is repeated. Filling of the working fluid storage means can be carried out without removing it from drones 1 with spraying equipment by installing and fixing with a manipulator in the filler neck of the working fluid storage means a tube through which
9
осуществляется подача рабочей жидкости из емкости для хранения и смешивания рабочей жидкости. Второй способ заправки манипулятором заключается в том, что извлекается средство хранения рабочей жидкости из дрона 1 с опрыскивающим оборудованем и устанавливается в блок 4 заправки, а предварительно наполненное средство хранения рабочей жидкости из блока 4 заправки устанавливается в дрон 1 с опрыскивающим оборудованем. 9 the working fluid is supplied from the tank for storing and mixing the working fluid. The second method of manipulator refueling is that the working fluid storage means is removed from the drone 1 with spraying equipment and installed in the filling unit 4, and the pre-filled working fluid storage means from the filling unit 4 is installed in the drone 1 with spraying equipment.
При исполнении автоматизированной станции для обслуживания дронов с платформой 7 для посадки/взлета и перемещения дронов посадка дронов осуществляется на ее выдвижные элементы и с помощью системы позиционирования и фиксации осуществляется прием дрона 1 с опрыскивающим оборудованем для обслуживания. Площадка с дроном 1 с опрыскивающим оборудованем выдвигается и он взлетает для продолжения выполнения полетного задания. When performing an automated station for servicing drones with a platform 7 for landing / taking off and moving drones, landing of drones is carried out on its retractable elements and using the positioning and fixation system, drone 1 with spraying equipment is received for maintenance. The platform with the drone 1 with spraying equipment extends and it takes off to continue the flight mission.
Дроны 1 с опрыскивающим оборудованием, взаимодействуя с автоматизированной станцией для обслуживания дронов автоматически посредством системы 5 управления, пополняют запасы энергии и рабочей жидкости, поочередно возвращаясь на автоматизированную станцию для обслуживания дронов. Drones 1 with spraying equipment, interacting with the automated drone maintenance station automatically through the control system 5, replenish energy and working fluid, alternately returning to the automated drone maintenance station.
При исполнении автоматизированной станции для обслуживания дронов без платформы, дроны приземляются рядом с автоматизированной станцией для обслуживания дронов. Замену батарей дронов можно осуществлять в ручном режиме, когда замену производит оператор либо, при исполнении автоматизированной станции для обслуживания дронов с блоком 8 замены батарей, блок 8 замены батарей дронов с помощью манипуляторов осуществляет снятие батарей с дронов и установку заряженных батарей.When performing an automated drone maintenance station without a platform, the drones land next to the automated drone maintenance station. The replacement of drone batteries can be carried out in manual mode, when the replacement is made by the operator or, when an automated station for servicing drones with a battery replacement unit 8, the drone battery replacement unit 8 removes batteries from drones and installs charged batteries using manipulators.
Энергообеспечение станции осуществляется блоком (на чертеже не показан) энергообеспечения станции в виде электрогенератора с двигателем внутреннего сгорания, либо в виде электробатареи. The power supply of the station is carried out by a block (not shown in the drawing) of the power supply of the station in the form of an electric generator with an internal combustion engine, or in the form of an electric battery.
Применение заявленной полезной модели позволит: увеличить эффективность процесса опрыскивания растений, скорость обработки The application of the claimed utility model will allow: to increase the efficiency of the process of spraying plants, the processing speed
10
сельскохозяйственных полей и лесных угодий, исключить контакт человека с химическими веществами и реагентами в процессе химической обработки растений. Благодаря точности дозировки реагентов и точности нанесения рабочей жидкости позволяет избежать повреждения посевов, точечно обработать те объекты и зоны, куда доступ традиционной сельскохозяйственной технике закрыт по причине труднодоступное™, из-за высокой влажности почвы, небольшой площади или сложной конфигурации, ликвидировать локальные очаги заражения культур болезнями или вредителями, либо локальные очаги пожара на лесных угодьях, расходуя минимальное количество реагентов и воды, что позволяет снизить эксплуатационные затраты на обработку сельскохозяйственных полей и лесных угодий. 10 agricultural fields and forest lands, exclude human contact with chemicals and reagents in the process of chemical treatment of plants. Due to the accuracy of the dosage of reagents and the accuracy of applying the working fluid, it allows avoiding damage to crops, spot-treat those objects and areas where access to traditional agricultural machinery is closed due to hard-to-reach ™, due to high soil moisture, a small area or complex configuration, eliminate local foci of infection of crops diseases or pests, or local fires on forest lands, consuming a minimum amount of reagents and water, which reduces the operating costs for processing agricultural fields and forest lands.
Источники информации: Information sources:
1. патент на изобретение RU 2723197, дата публикации 09.06.2020. 1. patent for invention RU 2723197, publication date 06/09/2020.
2. патент на изобретение RU 2734661, дата публикации 21.10. 2020. 2. patent for invention RU 2734661, publication date 21.10. 2020.
3. патент на изобретение RU 2586142, дата публикации 10.06.2016. 3. patent for invention RU 2586142, publication date 06/10/2016.
11
eleven
Claims
Формула Formula
1. Автоматизированная станция для обслуживания дронов, включающая по меньшей мере: 1. An automated drone maintenance station, comprising at least:
• один дрон с опрыскивающим оборудованием, сенсорами внут- ренней и внешней среды, средствами вычисления, навигации, ориентации, связи, хранения рабочей жидкости, батареей; • one drone with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing, navigation, orientation, communication, working fluid storage, battery;
• блок подготовки рабочей жидкости; • unit for preparation of working fluid;
• блок зарядки батарей дронов; • drone battery charging unit;
• блок заправки средства хранения рабочей жидкости; • block of filling of means of storage of working liquid;
• систему управления станцией; • station control system;
• блок энергообеспечения станции; отличающаяся тем, что • block of power supply of the station; characterized in that
• блок подготовки рабочей жидкости содержит устройства дози- рования воды и реагентов, емкости для хранения и смешивания воды, реагентов и рабочей жидкости; • block for preparation of working fluid contains devices for dispensing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid;
• блок зарядки батарей содержит по меньшей мере, четыре порта, выполненных с возможностью одновременной зарядки батарей, по меньшей мере, двух дронов; • the battery charging unit contains at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones;
• блок заправки средства хранения рабочей жидкости содержит манипуляторы, осуществляющие заправку средства хранения рабочей жидкости; • the unit for filling the working fluid storage means contains manipulators that fill the working fluid storage means;
• система управления выполнена с возможностью связи с дро- нами и пультом оператора, а также формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обработки и хранения телеметрических данных как от- дельных блоков, так и всей станции; • the control system is designed to communicate with drones and the operator's console, as well as generate tasks for units, flight tasks for drones, as well as collect, process and store telemetry data of both individual units and the entire station;
12 12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
2. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что блок за- правки средства хранения рабочей жидкости выполнен с возможно- стью заправки средства хранения рабочей жидкости без ее извлечения с дронов с опрыскивающим оборудованием. 2. An automated station according to claim 1, characterized in that the filling unit of the working fluid storage means is configured to fill the working fluid storage means without removing it from drones with spraying equipment.
3. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что включает в себя, по меньшей мере, один дрон-миссии с блоком съемки, обработки и оценки изображения, позволяющий проводить оцифровку рабочей зоны, построение карт и формирование заданий для дрона с опрыскива- ющим оборудованием и блока подготовки рабочей жидкости. 3. An automated station according to claim 1, characterized in that it includes at least one drone mission with a unit for capturing, processing and evaluating an image, which allows digitizing the working area, building maps and generating tasks for a drone with spraying control equipment and a working fluid preparation unit.
4. Автоматизированная станция по п.1 , отличающаяся тем, что блок под- готовки рабочей жидкости выполнен с возможностью подготовки ра- бочей жидкости из воды и жидких реагентов. 4. Automated station according to claim 1, characterized in that the working fluid preparation unit is configured to prepare the working fluid from water and liquid reagents.
5. Автоматизированная станция по п.1 , отличающаяся тем, что блок под- готовки рабочей жидкости выполнен с возможностью подготовки ра- бочей жидкости из воды, жидких и сухих реагентов. 5. Automated station according to claim 1, characterized in that the working fluid preparation unit is configured to prepare the working fluid from water, liquid and dry reagents.
6. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что блок энергообеспечения станции содержит электрогенератор с двигателем внутреннего сгорания. 6. Automated station according to claim 1, characterized in that the power supply unit of the station contains an electric generator with an internal combustion engine.
7. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что блок энергообеспечения станции содержит электробатареи. 7. Automated station according to claim 1, characterized in that the power supply unit of the station contains electric batteries.
8. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что система управления содержит один базовый модуль, обеспечивающий связь с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обра- ботки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции. 8. The automated station according to claim 1, characterized in that the control system contains one basic module that provides communication with the drones and the operator's console, the formation of tasks for units, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data both individual blocks and the entire station.
9. Автоматизированная станция по п.1, отличающаяся тем, что система управления содержит дополнительные модули управления блоками: 9. Automated station according to claim 1, characterized in that the control system contains additional modules for controlling blocks:
13
подготовки рабочей жидкости, зарядки батарей, замены батарей дро- нов, заправки средства хранения рабочей жидкости, энергообеспече- ния станции. 13 working fluid preparation, battery charging, drone battery replacement, refueling of the working fluid storage facility, station power supply.
10. Автоматизированная станция для обслуживания дронов, включающая по меньшей мере: 10. Automated station for maintenance of drones, including at least:
• один дрон с опрыскивающим оборудованием, сенсорами внут- ренней и внешней среды, средствами вычисления, навигации, ориентации, связи, хранения рабочей жидкости, батареей; • one drone with spraying equipment, internal and external environment sensors, computing, navigation, orientation, communication, working fluid storage, battery;
• блок подготовки рабочей жидкости; • unit for preparation of working fluid;
• блок зарядки батарей дронов; • drone battery charging unit;
• блок заправки средства хранения рабочей жидкости; • block of filling of means of storage of working liquid;
• систему управления станцией; • station control system;
• блок энергообеспечения станции; отличающаяся тем, что дополнительно содержит платформу для по- садки/взлета и перемещения дронов и блок замены батарей дронов, причем: • block of power supply of the station; characterized in that it additionally contains a platform for landing / take-off and movement of drones and a drone battery replacement unit, moreover:
• блок подготовки рабочей жидкости содержит устройства дози- рования воды и реагентов, емкости для хранения и смешивания воды, реагентов и рабочей жидкости; • block for preparation of working fluid contains devices for dispensing water and reagents, containers for storing and mixing water, reagents and working fluid;
• блок зарядки батарей содержит по меньшей четыре порта, выпол- ненных с возможностью одновременной зарядки батарей по мень- шей мере двух дронов; • the battery charging unit contains at least four ports configured to simultaneously charge the batteries of at least two drones;
• блок заправки средства хранения рабочей жидкости содержит манипуляторы, осуществляющие заправку средства хранения рабочей жидкости; • the unit for filling the working fluid storage means contains manipulators that fill the working fluid storage means;
• система управления выполнена с возможностью связи с дро- нами и пультом оператора, а также формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления • the control system is designed to communicate with drones and the operator's console, as well as generate tasks for blocks, flight tasks for drones, as well as implement
14
сбора, обработки и хранения телеметрических данных как от- дельных блоков, так и всей станции; 14 collection, processing and storage of telemetric data of both individual units and the entire station;
11. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок за- правки средства хранения рабочей жидкости выполнен с возможно- стью заправки средства хранения рабочей жидкости без ее извлечения с дронов с опрыскивающим оборудованием. 11. Automated station according to claim 10, characterized in that the filling unit of the working fluid storage means is configured to fill the working fluid storage means without removing it from drones with spraying equipment.
12. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что вклю- чает в себя, по меньшей мере, один дрон-миссии с блоком съемки, обра- ботки и оценки изображения, позволяющий проводить оцифровку рабо- чей зоны, построение карт и формирование заданий для дрона с опрыс- кивающим оборудованием и блока подготовки рабочей жидкости.12. An automated station according to claim 10, characterized in that it includes at least one drone mission with a unit for capturing, processing and evaluating an image, which allows digitizing the working area, building maps and forming tasks for a drone with spraying equipment and a working fluid preparation unit.
13. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок подготовки рабочей жидкости выполнен с возможностью подготовки рабочей жидкости из воды и жидких реагентов. 13. Automated station according to claim 10, characterized in that the working fluid preparation unit is configured to prepare the working fluid from water and liquid reagents.
14. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок подготовки рабочей жидкости выполнен с возможностью подготовки рабочей жидкости из воды, жидких и сухих реагентов. 14. Automated station according to claim 10, characterized in that the working fluid preparation unit is configured to prepare the working fluid from water, liquid and dry reagents.
^.Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок энергообеспечения станции содержит электрогенератор с двигателем внутреннего сгорания. ^. Automated station according to claim 10, characterized in that the power supply unit of the station contains an electric generator with an internal combustion engine.
^.Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок энергообеспечения станции содержит электробатареи. ^. Automated station according to claim 10, characterized in that the power supply unit of the station contains electric batteries.
17. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что система управления содержит один базовый модуль, обеспечивающий связь с дронами и пультом оператора, формирования заданий для блоков, полетных заданий для дронов, а также осуществления сбора, обра- ботки и хранения телеметрических данных как отдельных блоков, так и всей станции. 17. The automated station according to claim 10, characterized in that the control system contains one basic module that provides communication with drones and the operator's console, the formation of tasks for blocks, flight tasks for drones, as well as the collection, processing and storage of telemetry data both individual blocks and the entire station.
^.Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что система управления содержит дополнительные модули управления блоками: ^. Automated station according to claim 10, characterized in that the control system contains additional modules for controlling blocks:
15
подготовки рабочей жидкости, зарядки батарей, замены батарей дро- нов, заправки средства хранения рабочей жидкости дронов энерго- обеспечения станции и модуль управления платформой. 15 preparing the working fluid, charging the batteries, replacing the drone batteries, refueling the means for storing the working fluid of the station’s power supply drones and the platform control module.
^.Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что плат- форма для посадки/взлета и перемещения дронов выполнена выдвижной и содержит средства связи с дронами и систему позиционирования и фиксации; ^. The automated station according to claim 10, characterized in that the platform for landing/taking off and movement of drones is made retractable and contains means of communication with drones and a positioning and fixation system;
20. Автоматизированная станция по п.10, отличающаяся тем, что блок за- мены батарей дронов содержит манипуляторы, осуществляющие за- мену батарей дронов. 20. An automated station according to claim 10, characterized in that the drone battery replacement unit contains manipulators that replace drone batteries.
16
16
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BYU20210201 | 2021-07-29 | ||
| BY20210201 | 2021-07-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023004486A1 true WO2023004486A1 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=85088201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/BY2021/000015 WO2023004486A1 (en) | 2021-07-29 | 2021-09-10 | Automated drone servicing station |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023004486A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190115491A (en) * | 2018-03-13 | 2019-10-14 | 주식회사 더블유피 | Agricultural dron system capable of controlling pesticide application amount in real time using big data analysis based on sensor |
| RU2721048C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-05-15 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith |
| RU199157U1 (en) * | 2020-05-21 | 2020-08-19 | Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра" | AUTOMATIC BASE STATION FOR UNMANNED AIRCRAFT |
| CA3035225A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-08-28 | Daniel Mccann | System and method for field treatment and monitoring |
| RU2733907C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-10-08 | Алексей Геннадьевич Логинов | Multifunctional self-contained robotic complex for diagnostics and control of track superstructure and railway infrastructure elements |
-
2021
- 2021-09-10 WO PCT/BY2021/000015 patent/WO2023004486A1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190115491A (en) * | 2018-03-13 | 2019-10-14 | 주식회사 더블유피 | Agricultural dron system capable of controlling pesticide application amount in real time using big data analysis based on sensor |
| CA3035225A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-08-28 | Daniel Mccann | System and method for field treatment and monitoring |
| RU2721048C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-05-15 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith |
| RU2733907C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-10-08 | Алексей Геннадьевич Логинов | Multifunctional self-contained robotic complex for diagnostics and control of track superstructure and railway infrastructure elements |
| RU199157U1 (en) * | 2020-05-21 | 2020-08-19 | Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра" | AUTOMATIC BASE STATION FOR UNMANNED AIRCRAFT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9852644B2 (en) | Hybrid airship-drone farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs | |
| US9382003B2 (en) | Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs | |
| CN109032172A (en) | A kind of automatic pesticide spraying system of unmanned plane and method | |
| US20220211026A1 (en) | System and method for field treatment and monitoring | |
| EP3126067B1 (en) | Agcfds: automated glass cleaning flying drone system | |
| KR101765040B1 (en) | Auto change system for chemical container with battery built in the uav | |
| CN109508041A (en) | Plant protection drone group system and plant protection method | |
| CN107089346A (en) | A kind of full autonomous flight system and method for plant protection unmanned plane | |
| CN205455559U (en) | Automatic spray formula agricultural unmanned aerial vehicle | |
| CN111665864A (en) | Farming plant protection operation wisdom management system based on big data thing networking | |
| KR102327088B1 (en) | Artificial intelligence-based automatic spraying system using drones | |
| CN205450777U (en) | Automatic change plant protection system | |
| RU2586142C1 (en) | Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof | |
| CN106356926A (en) | Automatic charging system and method of unmanned aerial vehicle | |
| WO2023004486A1 (en) | Automated drone servicing station | |
| CN107161353A (en) | A kind of unmanned plane resupply vehicle from traveling | |
| CN115003152A (en) | Mobile station for performing aerial spraying operations by means of an unmanned aerial vehicle | |
| KR102335362B1 (en) | System for precision spraying coating material using drone | |
| CN207029575U (en) | A kind of unmanned plane resupply vehicle from traveling | |
| CN114394569A (en) | Liquid filling system | |
| CN209852587U (en) | Pesticide spraying system of unmanned aerial vehicle for agricultural planting | |
| CN112644711A (en) | Full-automatic oiling agricultural unmanned aerial vehicle, take-off and landing platform thereof and full-automatic oiling and dosing method | |
| RU2805897C1 (en) | Mobile agricultural drone service complex | |
| CN109850155A (en) | A kind of agricultural planting unmanned plane pesticide spraying system | |
| Ma et al. | Research on route planning of plant protection UAV based on area modular division |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21951139 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |